Ce qu'il te faut...
- 1 œuf dur
- 1 carafe ou bouteille en verre à goulot large
- du papier
- des allumettes
- du bric-à-brac
Ce que tu vas découvrir...
- Surprendre et défier tes amis.
- Découvrir la dilatation des gaz.
- Découvrir ce qu'est la loi des gaz parfaits .
Déroulement du défi
Le but du défi est d'arriver à faire rentrer un œuf dur sans coquille dans une bouteille dont le goulot est plus petit que l'œuf, le tout sans le toucher.
1- Procure-toi un œuf dur. Si tu n'as pas le droit de le faire tout seul, demande à tes parents de faire cuire un œuf.
2- Lorsque l'œuf dur a refroidit, enlève sa coquille. Celle-ci est faite en une matière appelée Carbonate de Calcium , comme la craie ! Si tu veux, tu peux la jeter ou la faire dissoudre dans du vinaigre: on n'en a plus besoin!
3- Place l'œuf sur le goulot de la bouteille et vérifie qu'il ne peut pas rentrer tout seul.
4- Défie tes amis ; ils doivent faire rentrer l'œuf dans la bouteille sans le toucher ! Ils peuvent utiliser tout le bric-à-brac que tu auras mis sur la table!
Attention: ne lis la solution qu'après avoir essayé toi-même !
Clique ici pour afficher la solution !
1- Prend du papier et plie-le de sorte à ce qu'il rentre facilement dans la bouteille.
2- Avec les allumettes, enflamme le papier et met le dans la bouteille.
3- Alors que le papier brûle encore, place rapidement l'œuf debout en équilibre sur le goulot et attend un peu.
Voilà! L'œuf vient de se faire aspirer dans la bouteille !!
Comment ça marche ?
Ne met pas tes doigts dans le feu du papier, mais crois-moi: le feu c'est chaud ! En brûlant, le papier va chauffer l'air contenu dans la bouteille.
Quand on chauffe du gaz, son volume augmente: il prend plus de place. On appelle cela la dilatation thermique .
Petits rappels
(Pour tout comprendre des rappels, lis les articles Comment c'est fait la matière ? et Pourquoi quand on chauffe, ça gonfle ?)
Toute matière (solide, liquide ou gaz) est formée de milliards de milliards -et même encore plus- d'atomes ou de molécules . Tu peux les imaginer comme des petites billes microscopiques. Ces molécules sont toujours en train de bouger, on appelle ça le mouvement Brownien . Plus il fait chaud et plus elles bougent vite. Les scientifiques parlent alors d'excitation thermique ; c'est comme des enfants: quand ils sont excités, ils bougent de partout !
Quoi qu'il en soit, en chauffant un gaz, ses molécules s'excitent et bougent dans tous les sens : elles prennent plus de place. On dit qu'un gaz chauffé se dilate . C'est comme si tous les enfants de ta classe étaient enfermés serrés dans ta chambre. Si vous êtes rangés tout serrés, ça tient. Mais si on vous demande en plus de courir, vous aller vous rentrer dedans ou vous cogner au mur: il vous faut plus de place !
En chauffant, l'air contenu dans la bouteille va prendre plus de place que le volume de la bouteille et donc il s'échappe. D'ailleurs, au début du défi, tu peux voir l'œuf qui se trémousse sur la bouteille: c'est parce que de l'air chaud s'échappe par en dessous.
Le papier brûle. Faire brûler quelque chose, en langage scientifique ça se dit créer une réaction de combustion . Et pour cela, il faut trois choses:
- du combustible : c'est ce qui brûle, dans notre cas, le papier.
- du comburant : c'est ce qui aide à brûler, dans notre cas l'oxygène de l'air.
- un déclencheur : c'est ce qui déclenche la combustion, dans notre cas l'allumette.
Au bout d'un moment, le papier s'éteint. Soit parce que tout le papier a brûlé (il n'y a alors plus de combustible dans la bouteille), soit parce que toute l'oxygène a été utilisé (il n'y a alors plus de comburant dans la bouteille).
Quoi qu'il en soit, le papier arrête de brûler et l'air dans la bouteille n'est plus chauffé. La température diminue d'un coup et le gaz reprend son volume d'origine. Comme des enfants qui se calment, les molécules du gaz bougent moins vite, restent plus proches les unes des autres et donc, prennent moins de place. Il se crée alors une dépression dans la bouteille : la pression est moins forte dedans que dehors. Cela veut dire que les molécules de dehors veulent entrer dans la bouteille car il y a plus de place pour elles. Pour faire cela, elles appuient sur les parois de la bouteille et sur l'œuf. Du coup l'œuf est aspiré violemment à l'intérieur : il vient de rentrer dans la bouteille sans que tu ne le touches !
En résumé
En résumé...
- Tout gaz qui chauffe se dilate : il prend plus de place.
- Lorsque le papier prend feu, l'air dans la bouteille se dilate et sors de la bouteille.
- Lorsque le papier arrête de brûler, le gaz dans la bouteille refroidit et son volume diminue .
- Il se crée alors une dépression dans la bouteille : l'œuf est aspiré vers l'intérieur.
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